地质演化发展简史
柳江盆地位于中朝地台区北带的燕山台褶带东段。中朝地台区太古界基底岩系分布广泛，自北而南划分三个带，北带自内蒙古乌拉山至冀东燕山，并继续向东延至吉林南部的龙岗山；中带西起吕梁山，东至鲁西地区；南带自淮南至豫西。燕山台褶带东段，古太古代地层为迁西群，为深变质麻粒岩和片麻岩，含多层硅铁沉积，恢复原岩为超基性及基性火山岩。说明在古太古代该区就有超基性、基性岩浆活动。古太古代晚期，中朝地台出现了初始陆核。新太古代末，秦皇岛地区发生了大规模的酸性浆岩侵入活动，山海关抬拱区主要就是由上太古界花岗岩组成，整体为一个花岗岩穹窿。
新太古代末期，受阜平运动、五台运动和吕梁运动的影响，这一时期形成的青龙—滦县大断裂控制了该区早、中元古代的沉积背景和格局，柳江地区处于断裂的东盘，持续抬升，遭受强烈的剥蚀，因此缺失下、中元古界。
晚元古代，华北地区整体沉降，沉积基准面上升，开始海侵，随着海侵范围的逐渐扩大，柳江盆地所在区接受沉积，形成了长龙山组比较纯净的滨浅海相海绿石石英砂岩和页岩，向上逐渐过渡为紫红色、赤红色、灰绿色泥岩和薄层灰质白云岩地层，即景儿峪组。上元古界地层直接超覆于上太古界花岗岩之上。这一时期属于平缓的滨海海滩至亚浅海、潮坪沉积环境，反映了当时秦皇岛地区准平原化的地貌特征。
晚元古代后期，受蓟县运动以及冰期的影响，中朝地台整体抬升，沉积基准面下降，该区转化为陆地，没有接受沉积，一直持续到元古代结束，以剥蚀作用为主，因此该地区缺失震旦纪地层。
早古生代开始，沉积基准面上升，该区整体上处于海侵状态，在早寒武世，沉积了一套厚层碳酸盐岩地层，即府君山组。这一段地层展示了当时该地区由陆地剥蚀环境逐渐过渡为滨浅海环境的演化过程。之后，区内存在小幅度的升降，出现了沉积间断，但持续时间比较短，然后又接受沉积，此时气候变得炎热干旱，在大部时间里属潮坪、泻湖环境，因此，下寒武统馒头组和中寒武统毛庄组沉积了一套以砖红色、紫红色为主的泥岩，夹少量灰质白云岩的地层组合。之后气候变得相对温暖潮湿，徐庄组沉积了一套灰绿色页岩夹少量鲕粒灰岩的地层。
从中寒武世后期开始至中奥陶世末期，秦皇岛地区长时间处于滨浅海沉积环境，虽然有小幅度的升降波动，但大的环境没有改变，相对稳定，因此沉积了巨厚层碳酸盐岩，局部夹少量泥质条带或页岩，累计厚度近700 m。
进入晚奥陶世，由于加里东运动，整个华北地区抬升，海水后退，沉积基准面下降，该区再次上升为陆地，沉积间断，处于剥蚀状态，一直延续到中石炭世，持续近370 Ma。因此缺失晚奥陶世、志留纪、泥盆纪和早石炭世的地层。长期的风化剥蚀作用，在凸凹不平的风化面上残积了厚度6.0 m左右的含铁铝质黏土层，区域上把该层归为中石炭世本溪组，也是上古生界与下古生界的重要分界线。
中石炭世以后，中朝地台开始缓慢沉降，沉积基准面缓慢上升，本区此时属沿海低地，间歇性地出现海侵现象，沉积了一套海陆交互相的含煤碎屑岩系。这一状态一直持续到晚石炭世末期。(https://www.daowen.com)
晚石炭世末期，秦皇岛地区缓慢抬升，海水后退，至早二叠世本区完全脱离海洋环境，沉积了一套河、湖、沼泽相为主的含煤碎屑岩建造。到晚二叠世时期，气候变得比较干旱，秦皇岛地区沉积了一套以河流相为主的粗碎屑岩建造，不含煤层。
晚古生代末期到中生代早期，受海西运动的影响，本区抬升幅度加大，完全处于剥蚀状态，缺失中生代早、中三叠世地层。
中三叠世末期的印支运动对本区有较大的影响，使地层发生构造变形，地表形成高低起伏的变化，柳江盆地南部成了低洼积水的小湖盆，在晚三叠世，沉积了一套河流、三角洲、湖泊、沼泽碎屑岩地层，即黑山窑组。与下伏的二叠系石千峰组角度不整合接触。
随着印支运动的加剧，受近南北向应力的作用，在柳江盆地产生了南北向的扭动，整体转化成了小型湖盆，湖盆南北向长15.5 km，东西向宽3.7 km，沉积了一套以冲积扇、河流、扇三角洲、沼泽、湖盆环境为主的粗碎屑岩建造，即下侏罗统下花园组。
侏罗纪中期的燕山运动控制了秦皇岛地区中生代以后的构造格局和沉积作用以及火山活动，现今的构造格局基本上是燕山运动影响的结果。早侏罗世末期，燕山运动Ⅰ幕发生，地壳被挤压、变形、相对抬升。伴随着断裂的活动和地层的变形，印支运动期形成的柳江盆地中部南北向的断裂活动加剧，并发生了火山喷发，在柳江盆地中部形成了中侏罗统髫髻山组以安山岩为主的火山熔岩和火山碎屑岩堆积。上庄坨傍水崖、老君顶、义院口的喷出岩就是该时期形成的。
中侏罗世后期，受燕山运动Ⅱ幕的影响，在近东西向挤压应力的作用下，柳江向斜形成，早期，两翼地层可能较缓，并大致对称。晚侏罗世末期的燕山运动Ⅲ幕的发生，岩浆活动加剧，形成了大型的花岗岩岩体，位于柳江向斜西侧的祖山花岗基岩形成于这一时期。在挤压应力作用下，柳江向斜的西翼地层倾角变陡，直立，甚至倒转，并产生一系列南北走向的逆断层。在向斜的北端伴随有火山活动，形成了上侏罗统张家口组中酸性火山熔岩和火山碎屑岩堆积。
进入白垩纪之后，秦皇岛地区构造活动相对平静，只有一些小型岩体和浅成岩脉侵入。一直到第四纪，全区总体上是处于剥蚀状态，因此缺失中生代白垩纪和新生代古近纪、新近纪的地层，第四纪的沉积作用主要发生在河谷、低洼地段和滨浅海环境。
进入第四纪以后，区内发生了至少三次比较明显的抬升，形成了大石河的三级河流阶地以及鸽子窝和老虎石三级海蚀凹槽和波切台。
